220kV变压器低压绕组变形技术原因分析

·43·电子测试ELECTRONICTEST电子科技第7期2013年4月0　概述220kV变压器的型号为：SFPS9-150000/220，1998年10月由电力设备厂制造，系该厂早期第一批自主研发生产的220kV电力变压器产品。1999年3月15日投入运行，2010年12月拆除运输至电力设备制造厂大修改造，发现低压绕组有不同程度的变形。1　绕组变形情况返厂解体后发现，该变压器低压侧绕组ABC三相均有不同程度的径向（辐向）变形，其中C相最为严重，A相变形程度较小。1.1　C相绕组变形情况引线处向右第5根支撑条处整体突起，范围为第4撑条至第6撑条之间，且绕组上部线圈突出较为严重，下部变形程度较小；在线圈的中部和下部，凸起部位右侧有基础明显的过热痕迹。C相绕组下部，引线左侧第7、8撑条间隔处，有明显向内的径向形变，相邻线圈有凸起，应该是此处向内形变挤压而致。下部线圈凹陷严重，上部形变较小，几乎难以辨认。检查线圈内部，发现线圈凸起部位的绝缘板同样向外凸起，内凹部分则挤压不明显，在部分绕组外侧有明显过热痕迹的地方，内侧也有过热痕迹与之对应。1.2　B相绕组情况B相发生径向位移，在引线向左第个4、5撑条间隔处形成沿轴向近似均匀的高约7cm、宽约25cm的脊状隆起，上部绝缘夹件及导线绝缘等有轻微损伤，导线绝缘及绕组内衬层有过热导致的颜色变深的现象，但无放电痕迹。1.3　A相绕组情况仅在引线右侧第2、3个撑条间隔处有凸起变形，绕组中部变形较为严重，上下变形程度逐渐缩小。A相绕组内部未见绝缘板变形，但发现一处过热点：2　变压器历年检修及缺陷等情况2.1　运行检修情况该变压器是由工程公司负责安装，于1999年3月15日投入正式运行。设备型号是SFPS9-150000/220，由电力设备厂97年制造。主变运行后进行过1次大修（2008年10月10-19日共10天）和8次小修。2.2　缺陷及异常情况投运以来变压器变共出现12次重大缺陷，除1次为后备保护装置异常，其余均为控制电路故障造成冷却器不能正常工作；一般缺陷及渗漏25次。2.3　历次掉闸情况对继电保护和安全自动装置动作记录统计，自2005年至2009年五年间，35kV侧低压线路共发生过流跳闸13次，大部分是处在春夏季气温上升、负荷较高的时期，特别是07年一年就发生了5次，多次的过流跳闸其电流值虽未超过1号变热稳定性和动稳定性的承受能力，但当绕组制造工艺质量存在问题时，长期的积累效应也会使绕组的薄弱环节产生发生轴向径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等变形现象。2.4　2008年变压器大修检查情况2008年，对该变压器进行吊罩检查大修。吊罩后发现，变压器C相侧铁芯夹紧件螺丝有松动，且有一枚松动严重，同时发现该螺丝的紧固垫片缺失。铁芯多处弯曲。铁芯接地插片不紧固。高压线圈外观检查无异常。3　历年试验记录与分析220kV变压器低压绕组变形技术原因分析孙鹏（山东电力集团公司淄博供电公司，山东淄博255000）摘要：本文结合一台220kV变压器运行10年，返厂大修其低压绕组存在不同程度的变形，对绕组变形的情况进行简要说明，并将其历年检修状况、存在缺陷及试验情况进行了整理汇总，对其低压绕组变形进行了分析，并提出了防范措施。关键词：变压器；低压绕组；变形220kVLowvoltageWindingdeformationoftransformerTechnicalanalysisSunPeng（ShandongElectricPowerGroupCorpZiboPowersupplyCompany）Abstract：Thiscombinationofa220kVtransformerrunning10years，repairedthelow-voltagewindingexistsdifferentdegreeofdeformation，thedeformationofwindingsarebrieflydescribed，andtheoverhaulstatusovertheyears，defectsandtestingwereanalyzed，thelowvoltagewindingdeformationareanalyzed，andputsforwardthepreventivemeasures.Keywords：Transformer；Lowvoltagewinding；Deformation·44·电子测试3.1　电气试验记录3.1.1　直流电阻试验日期温度（℃）试验性质ab（Ω）bc（Ω）ca（Ω）互差（%）1998-11-317交接0.025860.025940.025970.422000-3-105预防0.025950.025960.026010.232002-4-325预防0.024880.024850.024920.282005-1-315预防0.025560.025540.025580.152008-10-1826大修后0.025290.025350.025410.472010-5-615例行0.026590.026590.026630.15通过该项目历年的数据可以看出，历次的三相互差都远低于规程的警示值，并未发现异常。3.1.2　频响法绕组变形通过频响曲线可以看到，三相曲线并不重合，而其中，B、C相重合较好，而A相图谱与B、C相则重合较差，中低频段基本被程序判定为“明显变形”。3.1.3　低压绕组介质损耗与整体电容1、试验日期：1998-11-3试验性质：交接天气：晴温度：17℃结线电容量C（PF）介质损耗tanδ20℃tanδ低压对高压中压及地30045.90.20.3382、试验日期：2008-10-18试验性质：大修后天气：晴温度：26℃结线电容量C（PF）介质损耗tanδ20℃tanδ低压对高压中压及地347600.3010.257数据分析：根据两次试验数据可以看出，整体介质损失角正切值都在合格范围内。比较两次电容量的值，变化率达到15.69%，但是考虑到两次测量间隔时间较长，气候温度都有差别，且使用仪器也不同，所以两次数据的差别，在当时认为并不能完全说明问题。3.2　油务试验记录变压器投运后历次介损、微水、简化试验全部合格，共进行色谱试验87次。分析判断：在变压器运行以来的近12年中，乙炔含量一直为0ul/l，说明变压器不存在放电性故障；通过故障分析可判断为高于700℃的高温过热，其可能的过热原因是引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等，当时及时向上级汇报，经研究决定缩短检测周期，观察故障发展的情况。4　绕组变形原因分析分析A、B、C两相绕组内部绝缘筒的变形情况，B、C绕组凸出部位绝缘筒随变形同样凸出，A相绕组突出部位绝缘筒没有变形，说明B、C两相绕组的突出变形是由于某种原因造成线圈曾经产生较大的收缩力，同时存在应力失衡的情况，合应力超过线圈刚度屈服点后，挤压绕组使局部突出所致。变压器的漏磁场并非均匀分布，在铁轭部分相对集中，该区域的电磁线所受到机械力也较大；换位导线在换位处由于爬坡会改变力的传递方向，而产生扭矩；由于垫块弹性模量的因数，轴向垫块不等距分布，会使交变漏磁场所产生的交变力延时共振，这是B、C相在接近铁轭部位（上下两端）的线圈绕组变形较大的原因。变压器在正常运行条件下线圈所承受的电动力一般不足以使线圈产生如此变形。产生该变形故障的主要内因，是铁芯存在先天性缺陷。另外，该变压器低压侧线路的多次短路事故，对绕组产生积累效应，是主要外因。5　防范措施1针对变压器绕组变形制定完善的监造、验收、运输、安装、大修制度。2积极开展与变压器绕组变形有关的各项试验，认真做好相关试验记录。3加强对异常设备的监督管理，细化反事故措施；积极应用新的在线检测技术和设备，加强变压器在线检测，及时发现设备异常。参考文献[1]　陈天翔，王寅仲，海世杰.电气试验（第二版）[M].北京.中国电力出版社，2008.[2]　朱英浩．新编变压器实用技术问答[M]．沈阳：辽宁科学技术出版社，1999．[3]　操敦奎，许维宗，阮国方．变压器运行维护与故障分析处理[M]．北京：中国电力出版社，2008．3　结论该型多参数泵吸式检测仪可检测多个参数，集成度高，配套设备数量少，不仅降低了安装难度，也便于维护及观察；采用泵吸式采样方式，解决了原有气体传感器所采用的扩散式采样的缺点，精度高，响应速度快；软硬件设计方面都进行了抗干扰设计，提高了抗干扰性能；采用低功耗高性能MSP430F1611芯片，无需额外使用A/D转换芯片及E2PROM等元件，降低了能耗，节约了成本。同时由于采用泵吸式采样，可以很方便的切换检测区域，因此非常适合用于救生舱和避难硐室的内外环境检测。本检测仪已与原有单参数传感器进行了对比试验、、救生舱内106小时实际运行实验、抗干扰实验。结果表明其具有精度高，响应时间短，能耗低，抗干扰能力强的特点，与原有单参数传感器相比优势明显。参考文献[1]　WangPX.AerospaceEnvironmentalControlandLifeSupportEngineeringFundamentals.Beijing：NationalDefenseIndustryPress，2003（王普秀航天环境控制与生命保障工程基础北京，国防工业出版社，2003）[2]　SHT1X系列数字温湿度传感器技术手册4.3版，瑞士Sensirion公司.[3]　谭浩强，C语言程序设计[M].北京：清华出版社，2005.[4]　张俊，匠人手记：一个单片机工作者的实践与思考[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.（上接第11页）